Диффузия рельефа: диффузионная модель как преемник шума Перлина в бесконечном генераторе рельефа в реальном времени

Terrain Diffusion: A Diffusion-Based Successor to Perlin Noise in Infinite, Real-Time Terrain Generation

December 9, 2025

Авторы: Alexander Goslin

cs.AI

Аннотация

На протяжении десятилетий процедурные миры строились на основе процедурных шумовых функций, таких как шум Перлина, которые являются быстрыми и бесконечными, но принципиально ограничены в реалистичности и крупномасштабной согласованности. Мы представляем Terrain Diffusion — преемника шума Перлина в эпоху ИИ, который объединяет точность диффузионных моделей со свойствами, сделавшими процедурный шум незаменимым: бесшовную бесконечную протяженность, консистентность по сиду и постоянное время произвольного доступа. В его основе лежит InfiniteDiffusion — новый алгоритм для бесконечной генерации, позволяющий осуществлять бесшовный синтез безграничных ландшафтов в реальном времени. Иерархический стек диффузионных моделей связывает планетарный контекст с локальными деталями, в то время как компактное лапласово кодирование стабилизирует выходные данные в динамических диапазонах земного масштаба. Фреймворк с открытым исходным кодом для работы с бесконечными тензорами поддерживает манипуляции с неограниченными тензорами с постоянной памятью, а консистентная дистилляция за несколько шагов обеспечивает эффективную генерацию. В совокупности эти компоненты устанавливают диффузионные модели в качестве практической основы для процедурного создания миров, способной синтезировать целые планеты согласованно, контролируемо и без ограничений.

English

For decades, procedural worlds have been built on procedural noise functions such as Perlin noise, which are fast and infinite, yet fundamentally limited in realism and large-scale coherence. We introduce Terrain Diffusion, an AI-era successor to Perlin noise that bridges the fidelity of diffusion models with the properties that made procedural noise indispensable: seamless infinite extent, seed-consistency, and constant-time random access. At its core is InfiniteDiffusion, a novel algorithm for infinite generation, enabling seamless, real-time synthesis of boundless landscapes. A hierarchical stack of diffusion models couples planetary context with local detail, while a compact Laplacian encoding stabilizes outputs across Earth-scale dynamic ranges. An open-source infinite-tensor framework supports constant-memory manipulation of unbounded tensors, and few-step consistency distillation enables efficient generation. Together, these components establish diffusion models as a practical foundation for procedural world generation, capable of synthesizing entire planets coherently, controllably, and without limits.